基于AT89S52單片機的溫度監測系統的設計

引言
溫度檢測是許多行業的重要工作條件之一。
無論是糧食倉庫、中藥倉庫， 還是圖書保存。都需要在符合規定的溫度環境條件之中。而溫度卻是zui不易保障的指标。針對這一情況。研制一款可靠、方便🧛🏾‍♀️、易及時調控的溫度檢測系統就顯得極 爲重要。筆者運用D1S18B20采集數字信号，通過藍🧛🏽牙無線通信技術和USB接口技術。實😝現由89S52單片機檢測控制溫度的監測系統。
1 系統的結構
整個系統由采集闆、通信闆和PC機監控程序組成。采集闆以溫度監測芯片DS18B20t21、單片機芯片AT89S52和藍牙芯片BC4爲核心分時😮‍💨完成 監聽主機的命令和數據采集以及數據發🧛🏽送的功能。可以ˇ根據接😗收到的主機的命令随時改變系統的工ˇ作狀态。 如🧑🏽‍🎄圖1。通信闆以USB 芯片PDIUSBD12、單片機芯片AT89S52爲核心，實現數據接收、數據🥑️發送，以及将👿采集回來的外💔部信号通過波形圖實時顯示😵‍💫在PC機界面上。同時把 數據保存到數據庫中。如圖2。

2 系統硬件設計
2.1 采集闆電路設計
2.1.1 藍牙模塊—無線接收發射電路
系統采用了CSR公司藍牙芯片BC417143.該芯片采用Blue2.0、支持主或從模式、支持🏃🏻‍♀️AT命令集、支持波特率爲2 400到1 382 400 bps，适用于嵌入式串口傳輸無線的全新的模塊。
值得注意的是。藍牙芯片工作在3.3 V，而MCU工作在5 V.存在邏輯電平不😁匹🧜🏼‍♂️配問題。且IO管腳無法容忍MCU的5 V邏輯電平。設計中采用了🙉1117芯片進行電平轉換輸出3.3 V.藍牙與MCU連接需經過電平🙂‍↔️限制以保證藍牙模塊正常工作 以下是藍牙模塊的電源選擇方🤑案及串口模塊的引👀腳定義。如圖3。

在建立藍牙數據通信時。需要先對其通信協議進行設置：
（1）UART參數設置：先設置通信協議長度，再設置波特率、硬件控制流參✍🏻數。校驗參數、數據位數及停止位
（2）工作模式設置：可将藍牙模塊的工作模式設置爲^主模式✋或者⛹🏻‍♀️從模式。
（3）設置藍牙模塊名：名稱是藍牙模塊在進行通信的标㊙️識之一😁。通👼🏾過設置藍牙模塊名協議可以更改藍牙模🧜🏼‍♂️塊名
（4）設置安全模式：藍牙通信中的數據安全主要是有👻藍牙通信時🧎🏻‍♀️‍➡️的PIN碼保障的。通過設置安全模式協議。可以根據不同的需要。設置藍牙通信的安全模式💌
（5）設置PIN碼：設置PIN碼可以保證僅有可靠的設備通過藍🏃🏻‍♀️牙與模🏃🏻‍♀️塊🧜🏼‍♂️互相通信系統采用的波特率爲9 600 bps.傳輸距離能達10 In。由于采用藍牙做🔞爲傳輸。具有很強的抗幹擾能力
2.1.2 采集闆電路塬理圖
采集闆電路塬理圖如圖4。藍牙模塊主要與單片機的串行IO口連💌接。數字溫度傳感器DS18B20與單片機的P1.0口連接。繼😁電器則與P1.2口連接。 溫😗度傳感器DS18B20将溫度轉化爲數字信号通過P1.0 El送給單片機。經👩🏿‍❤️‍💋‍👨🏽單片機處理後的數據由串口傳給藍牙模塊（BLUETOOTH） 也可以通過藍牙模塊接⛹🏻‍♂️收通信闆發👻來的指令2-2通信闆電路設計通信闆主要由單片機、藍牙模塊、USB模塊等🧑🏽‍🎄相關電路構成。如圖👨🏻‍🏭5 PDIUSBD12是一款 性價比很高的USB器件它通常用作微控制器🧑🏽‍🎄系統中實現與微控制器進行通信的高👽速通用并行接口。它還支持DMA傳輸💞此外它還集成了許多😌特性。包括 SoftConnet、GoodLink、可編程時鍾😌輸出低頻晶振和終止寄存器集🙉合 所有這些特性都爲系統顯着節約了成本。 同時使USB功能在外設上的應用變得容😘易。

PDIUSBD12的8根DATA引腳與單片機的PO口相連接，采用 10 k的排阻作爲上拉電阻；SUSPEND是當芯片挂起狀态挂起時，輸出爲高。
與單片機的P1.1連接：INT_N是中斷請求。與單片機的IN，m 連接：RD N和WR N讀寫選通😥信号分别與單片機的RD和WR連接；DMREQ、DMACK N、EOT N分别是DMA 的中斷請求👩‍🍼、DMA應答和DMA傳輸完成。由于沒用啓用DMA功能直接接高電平。RESET N是複位引✡️腳。接單片機的P1.7；GL N是芯片的工作指示燈。接人一個LED指示燈。可🚶🏾‍♀️‍➡️以直接觀察USB設備的運行狀态；XTAL1和XTAL2接6MHZ.CS N爲片選信👌号。接單片機的PI.6，A0地址線，采用I／O口模拟，接單片機P3.4：D+和D一是USB的差分數據線分别串聯一個l8 Q的阻抗匹配電阻。後接USB插頭上 。
藍牙模塊連接方法與采集闆的連接方式相同。
通訊闆的信号流程爲：由采集闆采集的溫度數據經💘藍牙🤶🏾模塊傳輸到通訊闆上，送到單片機上處理。通過PDIUSBD12傳輸到PC上進行顯示保存。
單用戶在PC上進行操作時，數據由PC通過PDIUSBD12傳送到單片機。再經過👧🏾藍牙傳輸，送到采集闆進行相對的響應。

3 軟件設計
本系統涉及内容較多。開發環境也都不一樣，對于單片機軟💑🏾件的開發是基于KEIL uVision 3的uVision3集成開發環境IDE是一個基于Window的軟件開發平台，有功能強大的編輯器、項目管理器和制作工具。
對于USB驅動的開發采用了WinDriver9.2.1.用該軟件生成所需驅動隻需要USB設備插入後通過簡單的幾步就可以完成，同時還可以根據需🛀🏼要生😌成相應的應用程序代碼。方便應用程序的開發嘲。
采集闆的系統流程圖如圖6，通訊闆的系統流程圖如圖7PC機應用程序則采用了VISUAL STUDIO 6.0進行開發。采用C++語言編寫程序代碼。由于VC具😈有文檔類程序、對話框類程序等。可以很快地實現界🔞面的編程。

 

爲了将波形圖實時顯示。就需要重複繪制波形圖♌️。運🏃🏿‍♀️‍➡️用傳統的繪圖方法。會引起屏幕的強烈閃爍。現在常🧑🏾‍🎄用的解決💞方法是：利用内存繪圖的技術。将需顯示的圖形 繪制在内存位圖中。然後再拷貝到屏幕上。很好🧑🏾‍🎄地解決了屏幕閃爍的問題，并且處理速度快自定義👨‍🦰的繪圖函數聲明如下。在該函數内部實現了内存繪圖。
void CMyusbDlg：：MEM— DRAW（
int ID，
unsigned char m_buf，
int d_ pnow，int ONDRAW，
CString TXT）
在數據保存方面。本系統使用Access建立數據庫。系統流程圖👯🏾‍♂️如圖8。

當主程序開始後。初始化了USB和界面後。就創建一個新的線🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻程，和主線程并行工作。新線程主要就是完成USB數據的讀取。然後把接😥收到得數據存放到一個緩沖區和數據庫中。緩沖區主要是供🙈主線程顯示波形時使用。數據庫😌則供用戶日後查看曆史記錄使用。
4 結論
提出了一種基于USB與藍牙芯片BC417143的無線溫度監測系統的設計方案。并從硬件和軟件兩個方面介紹了🙉系統的設計過🧜🏼‍♀️程。實現了對溫度信息進行的 無線數據采集。利用藍牙芯片作爲無線收發模塊。DS18B20作爲溫度數據采集。USB接口芯片作爲與PC機的通信接口。簡化了電路設計并具有易😁擴展和組 網的特點。